Исследователи из Токийского университета и института RIKEN представили прототип квантового переключателя, работающего на спиновых свойствах электронов. Новая технология обходит физические ограничения кремниевых транзисторов, обеспечивая скорость переключения в 1000 раз выше существующих аналогов при почти полном отсутствии тепловыделения и энергонезависимости хранения данных.
Современные процессоры, включая чипы Apple M4 с их 28 миллиардами транзисторов, подошли к пределу своих возможностей. Попытки увеличить скорость переключения кремниевых затворов приводят к разрушительному нагреву, ограничивая производительность вычислительной техники. Разработка группы под руководством профессора Сатоси Накацудзи предлагает иной подход: вместо потока электронов устройство использует их спин.Прототип, состоящий из слоев тантала и сплава марганца с оловом, переключает состояние бита за 40 пикосекунд. Для сравнения, передовым кремниевым чипам требуется около одной наносекунды на аналогичную операцию. Эксперименты с использованием лазерных импульсов подтвердили возможность управления элементом за 60 пикосекунд, что открывает перспективы для гибридных оптико-электрических архитектур.
Технология демонстрирует высокую живучесть: элемент прошел 100 миллиардов циклов без деградации, тогда как кремний при подобных нагрузках вышел бы из строя через 10 миллионов. Хотя прототипу пока требуется внешнее магнитное поле для стабильности, команда планирует создать полноценную интегральную схему к 2030 году. Масштабирование спинтроники позволит сократить энергопотребление дата-центров в 100 раз, стирая грань между оперативной и постоянной памятью.
Комментарии (0)
Пока нет комментариев. Будьте первым!